全 文 ：文章编号:1006-1126-2009 (1) -0039-03
冻析法从杉木油中分离柏木醇的研究
基金项目:广西林业局科技攻关项目
作者简介:杨静 (1982—), 女 , 硕士研究生 , 研究方向:农产品贮藏与加工。
通讯作者:陆顺忠 (1965—), 男 , 高级工程师 , 主要从事林产品加工和开发研究。
杨　静1 , 陆顺忠2 , 李秋庭1 , 刘　洁1 , 李　娜2
(1.广西大学轻工与食品工程学院 , 南宁　530004;2.广西林业科学研究院 , 南宁　530001)
摘　要:采用冻析法从杉木油中分离柏木醇 , 通过结晶温度 、 结晶时间及是否添加晶种对柏木醇纯度及得率的
影响的试验 , 确定从杉木油中分离柏木醇的最佳结晶时间及结晶温度。结果表明 , 不加晶种的条件下 , 杉木油
(柏木醇含量为 31.96%)在 2℃下冷冻 120 h , 柏木醇的得率为 59%以上 , 纯度大于 95%。
关键词:杉木油;柏木醇;冻析法
中图分类号:TQ028　文献标识码:A
　　杉木 (Cunninghamia lanceolata)为常绿乔
木 , 是我国分布较广的用材树种。杉木既是我国用
材林 、 水源涵养林的重要树种 , 又是特用经济树
种 , 营造杉木林具有较高的社会 、 生态和经济效
益。杉木根和树干含有挥发油 。一般杉木树干含油
量约为 0.5%～ 1%, 树根和树桩含油量约为 0.5%
～ 2.9%。用水蒸气蒸馏的方法从杉木根中提取的
杉木油主要含α-蒎烯 , 异龙脑 , γ-松油烯 , β-
石竹烯 , 柏木烯 , 柏木醇等[ 1] 。
柏木醇 (cedrol)是一种倍半萜醇[ 2] , 存在于
柏木油和杉木油中 , 不溶于水 , 微溶于甘油 、矿物
油 , 溶于乙醇 、 苯甲酸甲酯。柏木醇具有愉快而持
久的柏木香气 , 广泛用于木香 、辛香和东方型香精
中 , 也大量用作消毒剂 、 卫生用品的增香剂和香精
的定香剂 。此外 , 柏木醇也是合成其他香料的中间
体。柏木醇还具抗蚁 、抗螨 、 抗菌的活性[ 3] 。
本试验利用杉木油中的柏木醇在温度降低时易
形成结晶物析出的特性 , 采用冻析法从杉木油分离
柏木醇 , 研究结晶温度 、 结晶时间以及加入晶种对
柏木醇得率及纯度的影响 , 并确定了的最佳结晶温
度及结晶时间。
1　实验材料与方法
1.1　实验材料与仪器
原料与试剂:杉木油来自广西融水县 (内标法
测定柏木醇含量为 31.96%);内标物及柏木醇标
品均为实验室分离得到 , 纯度均大于 99.6%;乙
酸乙酯为分析纯 , 纯度大于 99.5%。
主要仪器:可调式低温冰箱;GC920 型气相
色谱仪 , FID检测器 (上海海欣色谱仪器有限公
司);海欣 TY-2数据处理系统;AC20毛细管柱
(30 m×0.22 mm×0.25μm)(SGE公司);AL204
-1C 电子天平 (梅特勒-托利多仪器有限公司)
1.2　实验原理及方法
结晶分离是一种利用液-固相平衡原理对目标
产物进行分离的 , 分离基础表现为熔点之间的差
异。杉木油是一种各组分熔点相差较大的混合物 ,
主要成分柏木醇的熔点为 87℃, 其他成分与之均
相差较大 , 结晶分离柏木醇是可行的 。冻析法是利
用冷却降温 , 提高目标产物在溶液中的过饱和程
度 , 使晶体在较短的时间内析出 。
实验方法为称取 35 g 杉木油分别至于可调式
低温冰箱中冷藏后 , 取出晶体称重 , 测定其纯度并
计算柏木醇得率。
1.3　分析方法
1.3.1　柏木醇含量的测定
柏木醇含量的测定采用气相色谱内标法。先配
制一系列加有内标物的标准溶液 , 然后以标准物与
内标物的质量比为纵坐标 , 对应峰面积比为横坐
标 , 得到标准曲线 , 计算柏木醇含量 。
第 38 卷　第 1 期
2009 年 3 月 　　　　　　　　　　　　　
广 西 林 业 科 学
Guangxi Forestry Science
　　　　　　　　　　　　　　　Vol.38　No.1
Mar.2009
色谱条件:GC920型气相色谱仪 , SGE AC20
毛细管柱 (30 m ×0.22 mm×0.25μm), 升温程序
为初始温度 70℃, 保持 5 min;以 5℃/min的速率
升至 150 ℃, 保持 7 min;以 10℃/min 的速率升
至220 ℃, 保持 7 min;进样口温度和气化室温度
均为 250℃, 分流比为 50∶1 , 进样量为 1μL。
2　结果与讨论
2.1　结晶温度对实验结果的影响
取 35 g 杉木油分别置于 7℃, 4℃, 2℃, 0℃,
-2℃, -4℃, -6℃, -10℃下冷藏 7天 , 取出
晶体称重 , 测定其纯度和得率。
图 1　结晶温度与柏木醇得率的关系　　　　图 2　结晶温度与柏木醇纯度的关系
　　由图 1 知 , 当结晶温度处于 2℃～ -2℃时 ,
柏木醇得率均在 60%左右且变化不大。当温度高
于2℃时 , 随着结晶温度的升高 , 柏木醇得率降
低;当温度低于-2℃时 , 随着结晶温度的降低 ,
柏木醇的得率也降低 。温度高于 2℃时 , 随着温度
的升高 , 柏木醇的过饱和程度下降 , 柏木醇析出的
量也随之减少;而当温度低于-2℃时 , 虽然柏木
醇的过饱和程度加大 , 但随着温度的降低 , 原油的
粘度增加 , 降低了晶体生长所需要的扩散作用 , 导
致晶体形成较为困难;当温度降到-24℃时 , 原油
基本完全结冻 , 不利于晶体的析出 。结晶温度过高
或过低的都会大大降低柏木醇晶体的得率。
由图 2知 , 当结晶温度低于 2℃时 , 析出的晶
体纯度较低 , 而且纯度下降很快 。当结晶温度较高
时 (≥2℃), 柏木醇的纯度较高为 94.6% ～
95.6%;当结晶温度为 2℃时 , 得到柏木醇纯度最
高 , 但与高于 2℃时的其它结晶温度的晶体的纯度
相差不大 。说明结晶温度较高时晶体夹带的杂质较
少。综合考虑柏木醇的得率和纯度 , 结晶温度取
2℃是较为适合的结晶温度。
2.2　结晶时间及加入晶种对实验结果的影响
称取杉木油 35 g 左右置于 2℃下冷冻 , 在称取
的原油中 , 部分加入适量晶种 , 每隔一段时间后 ,
取出晶体称重 , 计算晶体的析出率和测定柏木醇的
含量 。
图 3　结晶时间与晶体析出率关系图
　　由图 3看出 , 在添加晶种的情况下 , 冷冻 48 h 后 , 晶体析出率基本恒定;而在不加晶种的情况
40 广 西 林 业 科 学　　　　　　　　　　　　　　　　　第 38 卷
下 , 需 120 h后晶体析出率才达到基本恒定。说明
添加晶种后 , 使结晶中心增多 , 加快了结晶的速
率 , 缩短了结晶时间 。从晶体析出率来看 , 加入晶
种的样品晶体的析出率略高于未加晶种的样品 , 这
可能因为结晶速率较快 , 析出的晶体质量增大。
从对冷冻 120 h后析出的晶体纯度测定情况来
看 , 不加晶种的情况下析出的柏木醇晶体纯度为
95.83%, 而添加晶种的情况下析出的晶体纯度为
93.03%。添加晶种后 , 在加快结晶的速率的同时 ,
也容易包裹杂质 , 不利于形成纯度较高的晶体。另
外 , 从晶体外型来看 , 加晶种的样品形成的晶体较
为细小 , 而不加晶种的样品形成的晶体多为大颗
粒 , 且有一定晶体形 , 说明结晶速率过快 , 不利于
晶体的生长。从柏木醇高纯度要求考虑 , 以不加晶
种采用结晶时间为 120 h进行结晶析出较好。
由以上实验结果得出冻析法从杉木油中分离柏
木醇的最佳分离条件为:不加晶种 , 结晶温度为
2℃, 结晶时间为 120 h 。
2.3　验证实验
称取 3份杉木油 35 g 左右置于 2℃下冷冻 120
h后取出晶体 , 测定纯度及计算得率 , 结果如表 1
所示 。
表 1　验证实验结果
编号 1 2 3
纯度/ % 95.12 95.73 95.26
得率/ % 59.57 59.03 59.23
3　结论
冻析法从杉木油中分离柏木醇 , 不加晶种比加
晶种的效果好 , 最佳的分离条件是冷冻温度为
2℃, 结晶时间为 120 h。在不添加晶种和最佳的
分离条件下从杉木油中分离柏木醇的得率为 59%
左右 , 纯度大于 95%。
参考文献
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[ 6]陈冬秀 , 尹秋响 ,李良龙.结晶分离技术在香料生产中的
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Study on Separation of Cedrol from Chinese Fir Oil with Freezing Method
YANG Jing1 , LU Shun-zhong2 , LI Qiu-ting1 , LIU Jie1 , LI Na2
(1.College o f Light Industry and Food Engineering , Guangxi University , Nanning 530004 , China;
2.Guangxi Forestry Research Institute , Nanning 530001 , China)
Abstract:Freezing method w as adopted for separating cedrol f rom Chinese fir oil.Crystallizing temperature ,
crystallizing time and whether o r no t to add crystal seed were considered as factors w hich impacted the purity
and yield of cedrol and then the optimal condi tion w as determined.The results showed that Chinese fir oil with
the cedrol content of 31.96%, the optimal condition w as 2℃of crystallizing temperature and 120h of crystalliz-
ing time Cedrol yield reached above 59% and the purity above 95%w ithout adding cry stal seed.
Key words:Chinese fi r oil;cedrol;freezing method
41第 1 期　　　　　　　　杨　静 , 陆顺忠 , 李秋庭 , 等:冻析法从杉木油中分离柏木醇的研究